Что такое нулевая схема?

Нулевой перекрестный контур - это электрический контур, который обнаруживает момент, когда синусоида или естественный формат переменного тока (АС), имеет амплитуду нулевого напряжения и посылает сигнал в свою управляемую цепь. Это очень полезно для предотвращения сильных импульсных токов для защиты резистивных нагрузок, таких как лампы накаливания и нагреватели, и для предотвращения сильных импульсных токов, которые создают электромагнитные помехи для электронных схем. Нулевое перекрестное замыкание определяет напряжение линии электропередачи два раза в течение цикла и гарантирует, что мгновенное напряжение линии электропередачи равно нулю, прежде чем включать выключатель питания. Без нулевого перекрестного замыкания переключатель может включаться при пиковом уровне напряжения, который вызывает резкий скачок тока. Кроме того, пересечение нуля может также гарантировать, что нагрузка переменного тока будет включена достаточно рано в цикле напряжения, чтобы получить полную мощность от источника переменного тока.

Электромеханические релейные цепи не имеют преимуществ от нулевых перекрестных цепей, потому что релейный контакт не может замыкаться достаточно быстро, чтобы достичь низкого сопротивления, в то время как мощность переменного тока от сети равна нулю, поэтому драйверы реле не обнаруживают нулевую фазу. Полупроводниковые переключатели, с другой стороны, способны переключаться очень быстро, поэтому эти устройства получают выгоду от сигнала от нулевого перекрестного замыкания. Управляемые кремнием выпрямители (SCR) представляют собой электронные силовые переключатели, которые ведут себя подобно обычным диодам, но в отличие от обычных диодов, SCR требуется триггерный сигнал, прежде чем произойдет прямая проводимость. Когда происходит событие триггера, SCR фиксируется «вкл», когда ток превышает его ток удержания. С помощью диодного моста SCR может работать в двунаправленном режиме и может переключать полную мощность переменного тока в нагрузки переменного тока.

Триод для переменного тока (TRIAC) представляет собой трехполюсный полупроводниковый переключатель для применений переменного тока, который очень похож на электромеханическое реле, поскольку он проводит токи в обоих направлениях. Он отличается от управления SCR, поскольку триггер TRIAC также является двунаправленным, который запускает TRIAC каждый раз, когда напряжение находится в нулевой фазе. Существуют устройства оптической развязки, предназначенные для упрощения предоставления триггера TRIAC. Оптические изоляторы повышают безопасность, отделяя главную цепь питания от цепи управления. Существуют даже оптические изоляторы с нулевым перекрестным срабатыванием, которые обеспечивают обнаружение нулевого поперечного сечения.

Нулевые перекрестные цепи немного усложняются реактивными нагрузками. Резистивные нагрузки будут иметь напряжения и токи, которые находятся в фазе. Контуры фазового угла необходимы для обработки пусковых напряжений для нерезистивных нагрузок, которые могут быть индуктивными или емкостными. Например, двигатели переменного тока являются индуктивными из-за обмоток, используемых для обмоток возбуждения и ротора этих устройств.

Напряжение нагрузки переменного тока в индуктивных нагрузках опережает ток. В нулевой перекрестной цепи интересующий нулевой крест представляет собой ток, который должен быть задержан по отношению к входному напряжению. Большинство цепей компенсации индуктивной нагрузки будут обеспечивать управляющее напряжение для нулевого перекрестного контура, которое задерживается на угол, равный запаздыванию тока на нагрузке.